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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrbahnmarkierungsmaterials
zur Verwendung bei der Anbringung von Streifenmarkierungen und dergleichen,
wobei das Material aus üblichem
Fahrbahnmarkierungsmaterial, insbesondere einem thermoplastischen
Material gebildet wird.
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Fahrbahnmarkierungen
in der Form von Rand- bzw. Begrenzungslinien, zu überfahrenden bzw.
Sprunglinien (Mittellinien) und verschiedene Symbole, beispielsweise
Pfeile, Warndreiecke etc., werden üblicherweise aus Farbe, Zweikomponentenmaterialien
oder aus thermoplastischem Material hergestellt. Die Materialien
sind weiß,
aber einige wenige Länder
(beispielsweise die USA) verwenden gelbe Linien auf der linken Seite.
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Eisige
Straßen
sind ein großer
Risikofaktor für
den Straßenverkehr
in vielen Ländern.
Sie verursachen viele Unfälle,
Lebensverluste und hohe Kosten. Das Eis bewirkt eine sehr niedrige
Reibung zwischen der Straße
und den Rädern
und der Fahrer muss drastisch die Geschwindigkeit vermindern, um Unfälle zu vermeiden.
Das Problem ist, dass eisige Straßen plötzlich, sehr lokal und ohne
Warnung auftreten können.
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Übliche Gefahrenzonen
sind Brücken,
Waldgebiete, Gebietssenken, nördliche
Bergkuppen etc. Die Fahrer haben eine geringe Chance, das Risiko vorher
wahrzunehmen und rechtzeitig die Geschwindigkeit zu reduzieren.
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Eisige
Fahrbahnen können
auftreten, wenn die Fahrbahntemperatur unter etwa 5°C fällt.
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Eine
Vielzahl von verschiedenen Warnvorrichtungen ist bekannt, von denen
viele auf elektronischen Geräten
basieren. Deren Problem ist, dass sie teuer und schwierig zu installieren
sind. Sie werden deshalb nur in einer geringen Anzahl an Fahrbahnen mit
viel Verkehr verwendet.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, die Fahrbahnsicherheit zu steigern,
wo eisige Fahrbahnen auftreten können.
Dies wird durch Verwenden eines Fahrbahnmarkierungsmaterials erreicht,
das bei Temperaturen unter 5°C
die Farbe verändert.
Die Farbänderung
wird durch Hinzufügen
eines thermochromischen Pigments zu dem Fahrbahnmarkierungsmaterial
erreicht.
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Hierdurch
erscheint die Fahrbahnmarkierung bei Temperaturen oberhalb von 5°C normal,
wo jedoch die Fahrbahntemperatur lokal unter 5°C fällt, verändert die Fahrbahnmarkierung
die Farbe (zu Rosa, Rot, Orange oder anderen Farben). Die Farbänderung
bleibt so lange bestehen, wie die Temperatur unterhalb 5°C verbleibt.
Wenn die Temperatur wieder ansteigt, wird die Farbe zum normalen
Weiß zurückkehren.
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Wenn,
wie in Anspruch 2 angegeben, das Grundmaterial und das Pigment vor
der Anbringung gemischt werden, kann die Markierung auf die Fahrbahnoberfläche durch
allgemein bekannte Verfahren angebracht werden. Dadurch können Frostwarnungen
auf große
Fahrbahnbereiche mit relativ niedrigen Kosten angebracht werden.
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Wenn,
wie in Anspruch 3 angegeben, die Markierungen vorgefertigt sind,
können
diese mit einer hohen Präzision
und dadurch mit den geringstmöglichen
Kosten her gestellt werden, ebenso wie die Befestigung an der Fahrbahnoberfläche durch
Adhäsion
oder dergleichen an der Fahrbahnoberfläche stattfinden kann.
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Wenn,
wie in Anspruch 4 angegeben, vorgefertigte Elemente in einem Streifen
oder optional separat angebracht und aufgeklebt werden, können Warnmarkierungen
in jeder gewünschten
Form und Ausdehnung einschließlich
flacher Elemente gebildet werden, um Unbequemlichkeiten in Verbindung
mit großen
Niveauunterschieden im Verhältnis
zu der Fahrbahnoberfläche
zu vermeiden.
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Wenn,
wie im Anspruch 5 angegeben, die vorgefertigten Elemente zur gleichen
Zeit oder möglicherweise
im Anschluss an die Anbringung der Streifenmarkierungen angebracht
werden, können die
Warnelemente wie erforderlich angeordnet werden.
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Wenn,
wie im Anspruch 6 angegeben, ein gelbes Grundmaterial und ein thermochromisches Pigment
verwendet werden, das sich bei niedrigen Temperaturen zu Orange/Braun ändert, wird
ein guter Kontrast zwischen den Farben erreicht, was die visuelle
Unterscheidbarkeit verbessert.
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Schließlich ist
es zweckmäßig, wie
im Anspruch 7 angegeben, ein weißes Grundmaterial und Pigmente
zu verwenden, die eine rote/rosa Farbe bei niedrigen Temperaturen
annehmen, da dies ebenfalls einen guten Kontrast ergibt, der einfach
zu erkennen ist, insbesondere unter schlechten Lichtbedingungen.
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1 – zeigt
ein Beispiel einer angebrachten Markierung mit hinzugefügtem thermochromischem Pigment,
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2 – zeigt
einen Querschnitt durch die angebrachte Markierung,
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3 – zeigt
ein Beispiel eines vorgefertigten Elements bei höheren Temperaturen von oben,
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3A – zeigt
das gleiche Element bei niedrigeren Temperaturen nach einer Farbänderung,
und
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4 – zeigt
einen Querschnitt durch das Element entlang der Linie IV-IV aus 3 oder 3A.
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Die
Erfindung wird, zum Teil als Verfahren zum Herstellen des Markierungsmaterials
und zum Teil als Beispiel einer Ausführungsform einer Fahrbahnmarkierung,
mit einer Beschreibung des Anbringverfahrens dieser Markierung,
entweder in der Form von Abschnitten oder in Kombination mit einer Streifenmarkierung,
vollständiger
beschrieben.
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Das
verwendete Grundmaterial ist ein allgemein bekanntes thermoplastisches
Streifenmaterial, das für
Maschinenextrusion oder -auswurf auf die Fahrbahnoberfläche geeignet
ist, um zusammenhängende
bzw. kohärente
Streifen, Abschnitte oder Punkte zu bilden.
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Die
Verwendung von thermochromischem Pigment in thermoplastischem Material
ist im Allgemeinen nicht ohne Schwierigkeiten. Zunächst erfordert
die Natur des thermoplastischen Materials, dass dieses an der Fahrbahn
im geschmolzenen Zustand (etwa 200°C) angebracht wird. Dies ist
nachteilig für die
thermochromischen Pigmente – sie
verfallen bei einer langen Zeitdauer bei einer hohen Temperatur, so
dass die Anbringung sorgfältig
gesteuert werden muss. Ein anderes Problem ist, dass die thermochromischen
Pigmente relativ teuer sind und somit eine Grenze für die Verwendung
setzen. Es kann ebenfalls ein Problem sein, dass die gesamte Linie
die Farbe verändert
hat. Was der Fahrer sieht und wahrnimmt ist der Kontrast zwischen
der Linie und der Fahrbahn, und dieser Kontrast ist im Allgemeinen nicht
so unterschiedlich nur bei einer Farbänderung der Linie.
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Die
Erfindung enthält
ein Verfahren für
ein besseres Warnen des Fahrers durch einen Kontrast, ein klares
und offensichtliches Symbol (Schneeflocke) und nicht zuletzt durch
die Wirkung einer Überraschung.
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Die
Idee ist, vorgeformtes thermoplastisches Material in zwei unterschiedlichen
Mischungen bzw. Formulierungen zu verwenden – eine Mischung mit thermochromischem
Pigment und eine ohne. Die zwei Mischungen sehen bei Temperaturen
oberhalb 5°C
exakt identisch aus – unterhalb
5°C ändert die Mischung
mit dem thermochromischen Pigment die Farbe. Der Farbkontrast zwischen
den beiden Mischungen sollte so hoch wie möglich sein und keine dieser
Farben sollte zu dunkel sein. Dunkle Farben haben keine gute Sichtbarkeit
in der Nacht.
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Granulate
können
dem Grundmaterial in bekannter Weise hinzugefügt werden, um die Reflexion und
die Reibung/Abnutzungsstärke
zu erhöhen.
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Wenn
also erfindungsgemäß ein thermochromisches
Pigment hinzugefügt
ist und eine Farbänderung
bei Temperaturen bevorzugt unter 5°C ausgewählt ist, kann eine glatte Fahrbahnwarnung den
Fahrern direkt in der Fahrbahnmarkierung selber signalisiert werden.
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Das
Pigment wird in die Grundmasse vor der Anbringung gemischt.
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Die
Grundmasse kann bevorzugt leuchtend sein, beispielsweise weiß oder gelb,
sein und bei niedrigen Temperaturen wird ein geeignetes Pigment eine
rote oder eine orange Farbe annehmen. Da diese Farben gut zu einem
hellen Untergrund kontrastieren, ist der visuelle Effekt der Farbänderung
verstärkt.
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Die 1 und 2 zeigen
ein Beispiel eines Fahrbahnstreifens 2, der auf der Basis
einer Grundmasse hergestellt ist, in die ein thermochromisches Pigment
gemischt ist.
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Durch
ein anderes, in den 3 und 4 gezeigtes
Beispiel ist der Ausgangspunkt der Markierung ein Abschnitt 4,
der aus einem Grundmaterial hergestellt ist, das geeignet zur Herstellung
von Fahrbahnmarkierungen ist und dem ein thermochromisches Pigment
hinzugefügt
ist.
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Mit
einer geeigneten Auswahl des Pigments kann dieses bemessen sein,
die Farbe bei Temperaturen unter beispielsweise 5°C oder niedriger
zu ändern.
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Ein
vorgefertigtes Element 4 dieser Art wird in einem umgebenden
Bereich 3 angeordnet, wie in den 3 und 4 angedeutet
ist.
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Das
zweite umgebende Element 3 ist aus einer Fahrbahnoberflächenmasse
ohne Farbänderung hergestellt.
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Die
zwei Mischungen können
dann in zwei Formen mit einer guten Symbolwirkung geschnitten werden.
Der Fahrer muss überrascht
sein und unverzüglich
verstehen, dass er einer Gefahr aufgrund von Frost ausgesetzt ist
und dass er langsamer werden muss. Ein Beispiel ist eine Schneeflocke
(thermochromisch) versteckt in einem Quadrat (beide gelb). Oberhalb
von 5°C
wird der Fahrer nur ein gelbes Quadrat sehen. Unterhalb von 5°C wird er
die Schneeflocke orange und mit einem guten Kontrast zu dem gelben
Quadrat sehen.
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Andere
Beispiele von "versteckten" Symbolen können Wörter sein,
beispielsweise "Eis" oder "Frost". Es kann ebenfalls
ein verstecktes Geschwindigkeitsschild sein, beispielsweise ein übliches
umkreistes "30 km/h" (etwa "20 mph").
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Wenn
diese beiden Elemente 3, 4 auf einer Fahrbahnoberfläche 1 angeordnet
sind, werden sie als eine allgemein bekannte Markierung bei Temperaturen
oberhalb der ausgewählten
5°C erscheinen. Bei
niedrigeren Temperaturen wird die Farbänderung in dem Markierungselement 3 auftreten,
das mit einer Farbe/Reflexion erscheint.
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Diese
Färbung
wird wieder verschwinden, wenn die Temperatur oberhalb der vorbestimmten Farbänderungstemperatur
ansteigt.
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Ein
Warnabschnitt 3, 4 kann auf diese einfache Weise
an dem gewünschten
Ort auf oder an der Fahrbahnoberfläche 1 angebracht oder
angeordnet werden.
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Die 3 und 3a zeigen
ein Beispiel eines thermochromischen Elements 4, das als
ein stilisiertes Eiskristallsymbol ausgebildet ist.
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Dieses
Eiskristallsymbol wird deutlich in dem Abschnitt bei einer Farbänderung
erscheinen, und dieser Effekt kann dadurch verstärkt werden, dass die Grundfarben
des thermochromischen Abschnitts 4 sowie des umgebenden
Abschnitts 3 gelb sind. Dieser gelbe Abschnitt unterscheidet
sich von den anderen Markierungen in der Form von Streifen, etc.,
so dass der Effekt einer Farbänderung
und dadurch eine orange oder eine braune Signalisierung optimal
sein wird.
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Wenn
eine weiße
Markierung erforderlich ist, können
Pigmente hinzugefügt
werden, die bei niedrigen Temperaturen eine rote oder rosa Farbe
annehmen, wie vorstehend beschrieben wurde.
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Ein
Beispiel eines Eiskristalls wurde beschrieben, aber es fällt natürlich in
den Umfang der Erfindung, andere Symbole zu bilden. Beispielsweise sind
Warnzeichen entweder in einer Form von Geschwindigkeitsbegrenzungsmarkierungen
oder Text und dergleichen vorstellbar.
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Das
Verfahren zur Herstellung und Anbringung der Markierung wird nachfolgend
beschrieben.
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Wo
isolierte Markierungsabschnitte beteiligt sind, werden diese in
vorteilhafter Weise in der Form einer Grundplatte 3 aus
Grundmaterial vorgefertigt, das mit einer Ausnehmung versehen ist,
in die ein separates Element 4 angeordnet werden kann.
Das Element 4 ist aus thermochromischem Material hergestellt.
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Die
Teile 3, 4 können
anschließend
zusammen oder in zwei Schritten angebracht und auf die Fahrbahnoberfläche 1,
oder wo es gewünscht
ist, befestigt werden.
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Es
gibt viele mögliche
Farbkombinationen, aber sie müssen,
wie vorstehend erläutert,
einen guten Kontrast aufweisen und von einer hellen Farbe sein.
Die Erfindung schlägt
einen gelben Grund (die gleiche Farbe, wie sie in linken Randlinien
in USA verwendet wird) und einen sich in Orange ändernden thermochromischen
Teil vor. Die weitere Entwicklung von thermochromischen Pigmenten
wird neue Möglichkeiten
ergeben.
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Die
Verwendung vorgeformten thermoplastischen Materials fügt auch
den Vorteil eines gesteuerten Herstellprozesses hinzu und reduziert
dadurch das Risiko der Zerstörung
des thermochromischen Pigments aufgrund zeitlich andauernder hoher
Temperaturen.
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Sowohl
das thermochromische Material und das normale Material sind ausgebildet,
während
des Verkehrs zu verschleißen.
Die Materialien sind homogen, so dass, selbst wenn die Hälfte oder
mehr der Dicke abgetragen worden ist, der Warneffekt erhalten bleibt.
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Eine
Art Prisma-Effekt kann optional in der Ausbildung dieser Schichten
eingebracht werden.
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Wenn
die Anbringung beispielsweise von Warnabschnitten in einer mittleren
Markierung vorgesehen ist, kann die Erfindung durch Ausführen einer allgemein
bekannten Streifenanbringung mit einer Maschine durchgeführt werden,
dem nachfolgend vorgefertigte Abschnitte 5 an gewünschten
Orten an den Streifen in dem weiterhin flüs sigen Markierungsmaterial
angebracht werden, so dass die Teile aneinander festhaften können.
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Dies
kann durch eine einfache Ausrüstung geschehen,
was die Geschwindigkeit der Streifenanbringungsmaschine nicht reduziert.